Fibra di carbonio - Fascio pultruso di energia eolica

Introduzione del processo di produzione della pultrusione

Come utilizzare la nuova energia pulita per sostituire le tradizionali risorse di petrolio e carbone è diventata una questione scottante di preoccupazione sociale nell'importante nodo storico non solo dello sviluppo dell'economia, ma anche del raggiungimento dell'obiettivo del doppio carbonio. più attenzione.

Sono passati quasi cento anni dall'invenzione della tecnologia di generazione dell'energia eolica. La tecnologia corrispondente è relativamente matura, ma deve anche affrontare sfide considerevoli. Le pale, i componenti principali delle apparecchiature per la produzione di energia eolica, sono attualmente realizzate principalmente con materiali compositi rinforzati con fibra di vetro (GFRP), che hanno una buona resistenza e rigidità e bassi costi di produzione. Con il graduale aumento dei requisiti per la capacità di generazione di energia del gruppo elettrogeno, è necessario aumentare gradualmente anche la dimensione della pala corrispondente e vengono proposti anche requisiti tecnici più elevati per i requisiti di prestazione come resistenza e rigidità del materiale. Per questo motivo, l'uso della fibra di carbonio nella fabbricazione di lame di grandi dimensioni è diventata la scelta migliore.

I dati della ricerca mostrano che solo la sostituzione dei materiali compositi in fibra di vetro con materiali compositi in fibra di carbonio sulle travi riduce il peso della pala del 12% e ha una maggiore rigidità e resistenza alla fatica, riducendo al contempo i costi di trasporto, installazione e manutenzione. vita, il costo d'uso dell'intero ciclo di vita è inferiore.

Esistono molti metodi di formatura dei materiali compositi in fibra di carbonio e ci sono anche molte opzioni per la produzione e la produzione di fogli di materiale composito, come il processo di preimpregnazione, il processo di infusione del tessuto di carbonio e il processo di pultrusione. Tra questi, il processo di pultrusione è un metodo di stampaggio per la produzione in continuo di materiali compositi fibrorinforzati a sezione fissa. La tecnologia è iniziata negli Stati Uniti nel 1948 ed è stata sviluppata e promossa in tutto il mondo.

I profili pultrusi sono ampiamente utilizzati nelle apparecchiature elettriche, nelle parti resistenti alla corrosione, nell'ingegneria edile, nell'industria dei trasporti, nell'esercito e in altri campi e sono attualmente in una fase di rapido sviluppo. La pultrusione può teoricamente produrre prodotti di qualsiasi lunghezza. La velocità tipica della linea di pultrusione è 0.2~1,5 m/min, la velocità di prototipazione rapida può raggiungere più di 4 m/min e possono essere prodotti più prodotti contemporaneamente, il che migliora notevolmente l'efficienza di stampaggio è adatto per la produzione in serie; inoltre, il processo di produzione può essere completamente automatizzato e controllato e la forma della sezione trasversale del prodotto può essere serializzata e standardizzata, il che riduce significativamente la discrezione della qualità dei prodotti compositi e ha prestazioni stabili; alto contenuto di fibre, fino all'80 percento, perché le fibre sono completamente raddrizzate sotto l'azione della tensione durante lo stampaggio, le proprietà della fibra possono essere completamente esercitate, le proprietà meccaniche longitudinali sono eccezionali e il tasso di utilizzo della materia prima può raggiungere oltre il 95 percento .

Le fasi della pultrusione sono: alimentazione di fibra-guida-fibra-impregnazione-resina-preformatura-pultrusione-disegno-taglio-prodotti di pultrusione, la parte formante del riscaldamento è generalmente divisa in zona di preriscaldamento, zona di gel e zona di indurimento, come mostrato in FIG. Le resine di pultrusione esistenti includono resine epossidiche, resine viniliche e resine poliestere insature.

In quanto processo di produzione efficiente per la produzione di materiali compositi a sezione fissa, la pultrusione è estremamente rigorosa nella definizione e regolazione delle apparecchiature e dei parametri di processo e qualsiasi piccola modifica o nanoerrore causerà difetti e sprechi di qualità del prodotto. Questo documento introduce brevemente la struttura del prodotto, la selezione dei materiali e il processo di produzione delle travi pultruse di energia eolica in fibra di carbonio (travi di carbonio). Alcuni parametri di dati e rapporti di miscelazione sono solo di riferimento.

Struttura del prodotto e selezione dei materiali

La trave di carbonio è composta da un corpo in materiale composito, uno strato protettivo sinistro, un tessuto di rilascio superiore, uno strato protettivo di destra e un tessuto di rilascio inferiore. La fibra del corpo principale del pannello in materiale composito è in fibra di carbonio e il contenuto in volume di fibra è compreso tra il 50% e l'80%; il materiale di rinforzo dello strato protettivo sui lati sinistro e destro del pannello in materiale composito è fibra di vetro e il numero è almeno 1 per lato.

La resina del materiale è selezionata da resina epossidica ad alte prestazioni, l'agente indurente è preferibilmente un'anidride acida liquida, l'acceleratore è preferibilmente un'ammina terziaria e l'agente distaccante è preferibilmente un agente distaccante di tipo epossidico. Il rapporto di miscelazione deve essere resina epossidica: agente indurente: acceleratore: agente distaccante=100: (80-110): (0.5-2.0): ( 0.5-2.5).

I teli di rilascio superiore e inferiore sono realizzati in nylon o poliestere. Da un lato, il panno di rilascio può proteggere il raggio di carbonio da graffi e graffi durante l'imballaggio e il trasporto del prodotto. Inoltre, la superficie ruvida formata dal fascio di carbonio dopo aver rimosso il panno di rilascio durante l'uso può aumentare la forza di adesione del prodotto. Elimina il processo di rettifica delle travi di carbonio, risparmiando ore di lavoro e costi.

Processo produttivo

Preparare uno stampo per pultrusione con una lunghezza di 900 mm e fissarlo sul portafiliera della macchina per pultrusione. Installare il numero specificato di fibre di carbonio 48K o 24K sulla cantra e passare attraverso la vasca di immersione, lo stampo di preformatura, lo stampo di formatura in sequenza, quindi introdurlo nella macchina di traino.

La temperatura delle tre zone dello stampo di formatura viene impostata e riscaldata secondo necessità. Dopo che la temperatura dello stampo di formatura è stata bilanciata, la resina preparata viene aggiunta alla vasca di immersione, le fibre vengono immerse in 2 o 4 strati e la velocità di pultrusione viene impostata su 0.2 su 0 0,5 m/min. , Dopo che la fibra di carbonio è stata immersa, viene estrusa passo dopo passo attraverso il rullo di estrusione, lo stampo di preformatura, ecc., Per ridurre completamente il contenuto di colla del filato di carbonio immerso prima di entrare nello stampo e i tessuti di rilascio superiore e inferiore entrano la modanatura muore insieme alla fibra.

Dopo che il foglio formato è stato raffreddato dal soffietto, entra nel trattore e nell'avvolgitore per diventare il foglio composito finito.